KR101740372B1 - 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체에 관한 것으로서, 온도와 습도가 높은 열대지역 같은 환경에서 전자제어 함체의 내부와 외부가 쉽게 부식되고 내부의 기판 부식으로 인한 비정상작동이 발생하는 것을 방지하도록 하기 위하여 개발된 것으로;
전자기부품이 장착되며, 내측 바닥면에 사각으로 수직 관통되는 모듈 장착홀과, 상기 모듈 장착홀의 내연부를 따라수직 상부로 절곡되어 바닥면에 물이 저장될 수 있는 물 저장부를 형성하는 넘침방지 절곡부와, 상기 물 저장부와 수직 하부를 연결하여 고인 물을 배출하도록 하는 드레인관으로 구성되는 함체와;
상기 모듈 장착홀에 장착되어 전류가 흐를 때 열전 반도체로 구성된 회로에서 펠티어 효과에 의하여 상면에는 흡열부가 저면에는 발열부가 형성되는 열전소자와, 상기 열전소자의 상면에 저면이 밀착되며 상부에는 복수 개의 냉각핀이 형성되는 흡열블록과, 상기 흡열블록의 상부에 장착되어 함체 내부의 공기를 상기 흡열블록의 냉각핀으로 공급하는 제1 팬과, 상기 열전소자의 저면에 상면이 밀착되며 하부에는 복수 개의 열교환핀이 형성되는 발열블록과, 상기 발열블록의 하부에 장착되어 외부 공기를 상기 발열블록의 열교환핀으로 공급하는 제2 팬으로 구성되는 제습모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체에 관한 것이다.

Description

고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체{The electronic controlled box that have a moduler air dryer in hot and humid environment}

본 발명은 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 온도와 습도가 높은 열대지역 같은 환경에서 전자제어 함체의 내부와 외부가 쉽게 부식되고 내부의 기판 부식으로 인한 비정상작동이 발생하는 것을 방지하도록 하기 위하여 개발된 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체에 관한 것이다.

일반적으로 함체는 속이 빈 직육면체 형상의 함을 말하는 것으로 전기 전자 분야에서 함체는 배전반와 각종 제어장치 등이 장착될 수 있도록 하는 것으로 우천과 직사광선 등 외부 요인으로부터 내부를 보호하기 위한 용도로 사용되고 있다.

특히 전자제어를 위한 함체의 경우 내부에는 PCB가 장착되고 각종 케이블이 복잡하게 연결되어 있는 상태로 스테인레스 스틸 또는 강판으로 제조되어 실내 또는 실외에 설치되어 사용되고 있다.

필리핀과 인도네시아 등과 같은 열대 또는 아열대 지역과 같은 고온다습한 환경에서는 함체의 내부와 외부가 쉽게 부식되며 특히 염분에 노출되기 쉬운 바닷가 섬과 같은 경우 그 정도가 심하게 된다.

하지만 무엇보다 함체 자체의 부식은 단지 외관상의 문제와 심하면 구멍이 뚫려 함체를 교체해야하는 경우가 발생하는 것이지만 내부에 회로기판 즉 PCB가 장착되는 전자제어함체의 경우 내부의 높은 습기는 비정상작동이 발생하기도 하며 PCB가 부식하면서 작동불능의 사태가 벌어지기도 하는 것이다.

이는 생산된 공산품뿐만 아니라 각종 기간산업 및 건축 등을 해외에서 진행하여 시공하는 경우 그 지역 특히 고온 다습한 지역에서 습기에 노출되는 것을 최소화하여 안정된 작동과 내구성을 가질 수 있도록 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 전자제어함체를 개발할 필요성이 있는 것있다.

대한민국실용신안등록 제20-0347614-0000호 (2004년04월01일) 대한민국특허등록 제10-1386125-0000호 (2014년04월10일) 대한민국공개특허 제10-2014-0145721호 (2014년12월24일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 외부 공기의 유입으로 오염물질이 내부로 들어가는 것을 방지하면서 내부의 가열되고 다습한 공기의 습기를 제거하면서 온도를 낮출 수 있도록 하여 전자제어함체의 내부의 회로기판을 포함하는 장비가 습기 및 고온에 의하여 손상 및 오작동하는 것을 방지할 수 있도록 하는 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 전자기부품이 장착되며, 내측 바닥면에 사각으로 수직 관통되는 모듈 장착홀과, 상기 모듈 장착홀의 내연부를 따라수직 상부로 절곡되어 바닥면에 물이 저장될 수 있는 물 저장부를 형성하는 넘침방지 절곡부와, 상기 물 저장부와 수직 하부를 연결하여 고인 물을 배출하도록 하는 드레인관으로 구성되는 함체와;

상기 모듈 장착홀에 장착되어 전류가 흐를 때 열전 반도체로 구성된 회로에서 펠티어 효과에 의하여 상면에는 흡열부가 저면에는 발열부가 형성되는 열전소자와, 상기 열전소자의 상면에 저면이 밀착되며 상부에는 복수 개의 냉각핀이 형성되는 흡열블록과, 상기 흡열블록의 상부에 장착되어 함체 내부의 공기를 상기 흡열블록의 냉각핀으로 공급하는 제1 팬과, 상기 열전소자의 저면에 상면이 밀착되며 하부에는 복수 개의 열교환핀이 형성되는 발열블록과, 상기 발열블록의 하부에 장착되어 외부 공기를 상기 발열블록의 열교환핀으로 공급하는 제2 팬으로 구성되는 제습모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 함체에는 일측 외면을 관통한 후 내경이 점차 좁아지는 테이퍼부를 구비하고, 상기 흡열블록을 관통한 후 반대측 외면으로 연결되며 중간에 하나 이상의 밸브를 구비하는 열교환관과;

상기 테이퍼부에 장착되어 외부의 공기를 열교환관에 공급하는 제3 팬을 추가로 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡열블록의 냉각핀은 얇은 판형이 복수 개가 평행하게 장착된 형상을 이루며, 냉각핀이 연결되는 상면은 중앙은 상부로 볼록하게 돌출된 후 좌우 냉각핀이 연장된 방향으로 갈수록 하부로 함몰된 곡선을 이루는 곡선부가 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 열전소자의 흡열하여 온도를 낮추면서 수증기를 증결시킬 수 있는 부분을 함체 내부의 제1 냉각핀 블록에 밀착하도록 하고 제1 팬이 내부의 공기를 제1 냉각핀 블록으로 공급하도록 하여 내부 공기를 냉각시키면서 수증기가 냉각핀에 응결되어 외부로 배출되도록 구성되어 내부의 습도와 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 제습장치를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자의 원리를 나타낸 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 작동상태를 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 제1 확대 실시 예에 작동상태를 나타낸 개념도
도 6은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 흡열블록을 나타낸 사시도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 제습장치를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자의 원리를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 에에 따른 작동상태를 나타낸 개념도로서, 내부에 전자기부품(11)이 장착되며, 내측 바닥면에 사각으로 수직 관통되는 모듈 장착홀(12)과, 상기 모듈 장착홀(12)의 내연부를 따라수직 상부로 절곡되어 바닥면에 물이 저장될 수 있는 물 저장부(13)를 형성하는 넘침방지 절곡부(14)와, 상기 물 저장부(13)와 수직 하부를 연결하여 고인 물을 배출하도록 하는 드레인관(15)으로 구성되는 함체(1)와;

상기 모듈 장착홀(12)에 장착되어 전류가 흐를 때 열전 반도체로 구성된 회로에서 펠티어 효과에 의하여 상면에는 흡열부가 저면에는 발열부가 형성되는 열전소자(21)와, 상기 열전소자(21)의 상면에 저면이 밀착되며 상부에는 복수 개의 냉각핀(221)이 형성되는 흡열블록(22)과, 상기 흡열블록(22)의 상부에 장착되어 함체(1) 내부의 공기를 상기 흡열블록(22)의 냉각핀(221)으로 공급하는 제1 팬(23)과, 상기 열전소자(21)의 저면에 상면이 밀착되며 하부에는 복수 개의 열교환핀(241)이 형성되는 발열블록(24)과, 상기 발열블록(24)의 하부에 장착되어 외부 공기를 상기 발열블록(24)의 열교환핀(241)으로 공급하는 제2 팬(25)으로 구성되는 제습모듈(2)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체를 나타내었다.

본원에서 적용되는 열전소자(21)는 p형 반도체와 n형 반도체로 구성되는 금속 소자로 직류 전류를 흘림으로써 열전 3효과의 하나인 펠티에 흡열 및 방열이 발생하는 것으로 본원은 이러한 성질을 이용하여 흡열이 발생하여 냉각되면 주변의 뜨거운 공기의 열을 흡수하면서 수분이 응결하도록 하여 습도를 낮추는 기능을 하도록 하는 것이다.

이때 흡열의 효율을 높이기 위하여 냉각핀(221)이 형성된 흡열블록(22)이 흡열되는 면에 밀착되어 넓은 표면적으로 내부의 공기의 열을 흡수하도록 하는 것이며 냉각핀(221)에는 수분이 응결되면 흘러내리면서 물 저장부(13)에 고이도록 한다.

이때 제1 팬(23)은 더 많은 공기가 흡열블록(22)과 접촉하여 수분제거 효과를 높이도록 하면서 함체(1)의 내부에서 공기가 순환되는 흐름을 만들어 주는 역할을 하는 것이다.

이러한 본원의 구조는 습도가 80~90%에 이르는 필리핀과 인도네시아 등과 같은 열대 또는 아열대 지역과 같은 고온다습한 환경에서 습기로 인하여 내부 장치의 부식을 최대한 억제할 수 있도록 하여 내구성을 높이고, 내부와 외부의 온도차가 발생하면 내부에서 수분이 응결되어 전자기부품의 오작동이나 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 발열이 발생하는 곳에서는 발열블록(24)와 제2 팬(25)을 형성하고 발열된 열을 외부로 배출할 수 있도록 하였으며 본원에서 함체(1)는 외부의 습기가 다시 유입되는 것을 줄일 수 있도록 최소한의 밀폐구조를 가지도록 함이 바람직하다.

또한 도 3에 도시된 열전소자의 원리에서 흡열부는 하부에 위치하고 발열부는 상부에 위치하는 것으로 도시되어있으나 본원에서는 그 반대 방향으로 흡열 및 발열이 이루어지도록 장착된다.

도 5는 본 발명의 제1 확대 실시 예에 작동상태를 나타낸 개념도로서, 상기 함체(1)에는 일측 외면을 관통한 후 내경이 점차 좁아지는 테이퍼부(161)를 구비하고, 상기 흡열블록(22)을 관통한 후 반대측 외면으로 연결되며 중간에 하나 이상의 밸브(162)를 구비하는 열교환관(16)과;

상기 테이퍼부(161)에 장착되어 외부의 공기를 열교환관(16)에 공급하는 제3 팬(17)을 추가로 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 고온 다습한 지역이더라고 일교차가 크게 발생하는 경우 함체(1)의 내부 온도가 외부 온도보다 높은 경우가 주로 야간에 발생하게 되며 이때 상대적으로 차가운 외부 공기를 열교환관(16)을 통과하도록 하면 열교환관(16)과 흡열블록(22)의 열교환이 일어나게 된다.

따라서 본원의 열전소자(21)를 작동하지 않더라고 상대적으로 차가워진 흡열블록(22)은 내부의 습기가 응결되도록 하여 제습기능을 가지도록 할 수 있으며, 열전소자(21)를 작동하면서도 흡열효율을 향상시키는 용도로 적용될 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 흡열블록을 나타낸 사시도로서, 상기 흡열블록(22)의 냉각핀(221)은 얇은 판형이 복수 개가 평행하게 장착된 형상을 이루며, 냉각핀(221)이 연결되는 상면은 중앙은 상부로 볼록하게 돌출된 후 좌우 냉각핀(221)이 연장된 방향으로 갈수록 하부로 함몰된 곡선을 이루는 곡선부(222)가 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 상부의 제1 팬의 작동에의하여 상부에서 하부로 공기가 공급되면 공기가 냉각핀(221)과 충돌하기 보다는 돌출된 중앙을 기준으로 양측 곡선부(222)를 따라 방향이 바뀌면서 자연스러운 공기의 흐름을 이룰 수 있도록 하는 실시 예이다.

이러한 실시 예는 보다 빠른 공기의 흐름을 만들어 열교환이 보다 효율적으로 이루어지도록 하며, 응결된 물방울이 바람의 흐름에 의하여 하부로 그리고 곡선부(222)에 의하여 양측방향으로 빠르게 배출되도록 하여 다시 냉각핀(221)에 수분이 응결되도록 하는 것이다.

1 : 함체
11 : 전자기부품 12 : 모듈 장착홀
13 : 물 저장부 14 : 넘침방지 절곡부
15 : 드레인관 16 : 열교환관
161 : 테이퍼부 162 : 밸브
17 : 제3 팬
2 : 제습모듈
21 : 열전소자 22 : 흡열블록
221 : 냉각핀 222 : 곡선부
23 : 제1 팬 24 : 발열블록
241 : 열교환핀 25 : 제2 팬

Claims (3)

1. 내부에 전자기부품(11)이 장착되며, 내측 바닥면에 사각으로 수직 관통되는 모듈 장착홀(12)과, 상기 모듈 장착홀(12)의 내연부를 따라수직 상부로 절곡되어 바닥면에 물이 저장될 수 있는 물 저장부(13)를 형성하는 넘침방지 절곡부(14)와, 상기 물 저장부(13)와 수직 하부를 연결하여 고인 물을 배출하도록 하는 드레인관(15)과, 일측 외면을 관통한 후 내경이 점차 좁아지는 테이퍼부(161)를 구비하고, 흡열블록(22)을 관통한 후 반대측 외면으로 연결되며 중간에 하나 이상의 밸브(162)를 구비하는 열교환관(16)과, 상기 테이퍼부(161)에 장착되어 외부의 공기를 열교환관(16)에 공급하는 제3 팬(17)으로 구성되는 함체(1)와;
   상기 모듈 장착홀(12)에 장착되어 전류가 흐를 때 열전 반도체로 구성된 회로에서 펠티어 효과에 의하여 상면에는 흡열부가 저면에는 발열부가 형성되는 열전소자(21)와, 상기 열전소자(21)의 상면에 저면이 밀착되며 상부에는 복수 개의 냉각핀(221)이 형성되는 흡열블록(22)과, 상기 흡열블록(22)의 상부에 장착되어 함체(1) 내부의 공기를 상기 흡열블록(22)의 냉각핀(221)으로 공급하는 제1 팬(23)과, 상기 열전소자(21)의 저면에 상면이 밀착되며 하부에는 복수 개의 열교환핀(241)이 형성되는 발열블록(24)과, 상기 발열블록(24)의 하부에 장착되어 외부 공기를 상기 발열블록(24)의 열교환핀(241)으로 공급하는 제2 팬(25)으로 구성되는 제습모듈(2)을 포함하여 구성되되;
   상기 흡열블록(22)의 냉각핀(221)은 얇은 판형이 복수 개가 평행하게 장착된 형상을 이루며, 냉각핀(221)이 연결되는 상면은 중앙은 상부로 볼록하게 돌출된 후 좌우 냉각핀(221)이 연장된 방향으로 갈수록 하부로 함몰된 곡선을 이루는 곡선부(222)가 형성됨을 특징으로 하는 고온 다습환경에 적용가능한 모듈형 제습장치를 구비한 전자제어함체.
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